AMD의 2013 년 로드맵

● AMD의 2013 년 로드맵의 이변 

AMD의 내년 (2013 년)의 로드맵

"Steamroller (스팀 롤러)"코어 기반 제품의 모습이 사라진것 같다.

이 변화가 의미하는 것은,

AMD의 로드맵의 상단에서 28nm 공정이 사라진 것이다.

그리고 AMD의 파운드리 전환과 거기에 문제가 발생하고 있음을 시사하고있다.

그리고 Steamroller 이후 AMD의 고성능 계 CPU 코어 자체의 앞길에 암운이 감돌고왔다.

Steamroller 코어는 32nm 기반의 Bulldozer (불도저) 계

아키텍쳐의 코어를 28nm로 이행시키고 동시에 상당한 아키텍처 확장할 예정이다.

Bulldozer 아키텍처는 2 개의 CPU 코어를 1 모듈에 융합시킨 구조로 되어있어

기존 명령 디코더는 1 개 밖에 없다.

그러나 Steamroller 코어는 명령 디코더를 2 계열

대비하여 IPC (Instruction-per-Clock)을 올린다.

Bulldozer 계열 아키텍처의 큰 도약이다.

AMD는 28nm 공정의 코어로, 

Bobcat 계의 Jaguar (쟈규아) 코어와 Steamroller 코어 2 계통을 가지고있다. 

이 중 Jaguar는 Bobcat과 마찬가지로 TSMC에서 제조되어 

28nm 프로세스로 미세화 (Bobcat은 40nm)하는 것으로 알고있다.

문제는 Steamroller 제조 파운드리 

세대의 CPU / APU는 원래는 

GLOBALFOUNDRIES의 28nm 공정으로 제조 될 예정이었다고한다.

올해 (2012 년) 2 월에 AMD가 애널리스트 대상 컨퍼런스

"Financial Analyst Day 2012"에서 로드 맵을 업데이트한곳 에서다.

이때 AMD는 28nm 공정으로 파운드리를 선택할수 있도록한다고 설명,

Steamroller 파운드리 대해 언급하지 않았다.

그리고, 다음 3 월에는 GLOBALFOUNDRIES와 계약을 개정한다고 발표했다.

AMD는 GLOBALFOUNDRIES의 주식을 처분 

대신 GLOBALFOUNDRIES가 AMD의 CPU와 APU의 일부를 독점적으로

공급하는 권리는 없어졌다.

이에 따라 AMD는 파운드리를 자유롭게 선택할 수있게되었다.

사실, 이전 2011 년 11 월부터,

AMD는 28nm 공정의 제품을 GLOBALFOUNDRIES에서 

TSMC로 옮기려하고 있다는 정보가 흐르고 있었다.

그러한 소문이 올해 들어서는 일련의 움직임으로 증명 된 셈이었다.

그리고 AMD의 움직임 속에서

Steamroller 코어 기반 제품의 제조 파운드리가 실제로 어떻게 될지 주목 받고 있었다.

● Steamroller 제조 GLOBALFOUNDRIES 또는 TSMC 하나 

원래, AMD의 GLOBALFOUNDRIES  배경에 있던 것은,

GLOBALFOUNDRIES의 첨단 프로세스에서 이었다고 전해진다.

GLOBALFOUNDRIES는 IBM을 중심으로 한 공정 기술 개발 제휴

Common Platform의 일각이다.

회사는 AMD 용으로는 PD SOI의 32nm 프로세스에서

AMD의 Bulldozer 계열의 CPU와 APU를 제조하고있다.

또한, 현재는 첨단 공정으로 대량의 28nm 공정의 생산도하고있다.

그러나 Common Platform 최근 양산 시작에 문제가 발생하는 경우가 많았다.

이는 IBM이 첨단 공정에서 양산 출시

"파이프 청소"에 사용하고 있던 Cell Broadband Engine (Cell BE) 제조, 

32nm 공정 이후 하지않을지도 모른다.

즉, 출시시기를 다르게 하고,

프로세스 측면의 문제를 확인하기 위해 저렴한 칩이 없어져 버렸다.

그리고 여러 업계 관계자에 따르면, 

GLOBALFOUNDRIES의 28nm 프로세스도 시작전에 고전하고

AMD의 스케줄에 맞추는 것이 어려운 상황에 있다고 말한다.

이러한 배경을 생각하면 Steamroller 기반 제품의 미끄러짐은

제조면에서의 문제라고 추측된다.

첫 번째 세대의 Steamroller 제품이 여전히 GLOBALFOUNDRIES 제조 ,

2013 년의 로드맵에서 사라진 것은,

GLOBALFOUNDRIES이 28nm 볼륨에서 고생하고있는 것을 나타내는 것이다.

한편 Steamroller 계 제품이 GLOBALFOUNDRIES에서

TSMC로 옮겨된다고하면,

파운드리 이행에 시간이 걸려있는 것을 나타낼 가능성이 높다. 

고성능 CPU처럼 맞춤 설계가 많은 제품은 셀 라이브러리를 대체하여 

마이그레이션 할수없기 때문에 일반적으로 파운드리의 이행에 따른

물리적 설계에 시간이 걸린다.

또한, AMD는 TSMC 측에서 제조 용량을 확보 해야하지만, 

TSMC의 28nm은 각 메이커의 주문이 쇄도하고 있기 때문에 

용량의 확보는 쉽지 않다.

만약 TSMC 28nm에 

Apple의 A6 계 SoC (System on a Chip)가오고 있으면 더 부담이 있을 것이다.

이 문제는 AMD의 PC & 서버 계 CPU 제품군에만 영향을주는 이야기가

아니다.

GLOBALFOUNDRIES에서 

AMD 설계의 칩을 제조하거나, 제조할 계획 이었으나,

다른 업체에도 큰 영향을 미친다.

예를 들어, 차기 Xbox를 안고 

Microsoft와 차기 PlayStation을 안고 

소니 컴퓨터 엔터테인먼트 (SCE)이다.

양사 모두 2013 ~ 2014 년의 차세대 기기의

투입이 있기 때문에 당초의 제조 프로세스는 

28nm 이상을 예정하고있는 것으로 보인다.

●  Intel에  파운드리 업체 

GLOBALFOUNDRIES는 올해 9 월에는

FinFET 형 3D 트랜지스터의 14nm 프로세스의 양산 

출시를 1 년 앞당겨 양산을 2014 년으로 발표했다.

 20nm 프로세스도 올해 안에 출시로 첨단 프로세스의 기세를 과시했다.

물론, 이것은  Intel의 공정 기술과의 격차를 해소하기 위한 속도이다.

하지만 빠르게 공정 기술 개발의 뒤에서,

GLOBALFOUNDRIES는  고생하고있는 것으로 보인다.

TSMC를 비롯한 다른 파운드리도 순조롭게 28nm로 이행했다고 말할수없고, 

첨단 프로세스 개발의 어려움이 부각하고있다.

매 세대, 부드럽게 시작 하는 Intel이 오히려 예외라고 할 수있다.

그러나 파운드리 업체가 Intel에 첨단 프로세스의 양산 지연,

그 격차가 벌어지고 있는 현상은 

Intel 이외의 칩 공급 업체에게 불리하다.

보디 블로우와 같이 점차 제품의 경쟁력을 약화하고있다.

PC & 서버 시장에서는 실제로 AMD의 사지를 완전히 꺽어놓았다.

Intel에 항상 지연의 공정 기술에 전투력을 유지해야하기 때문에

성능이나 제조 비용과 전력에서 불리한 입장에 처해있다. 

프로세서 아키텍처를 어떻게 개선해도 

프로세스의 절대 불리를 뒤집는 것은 어렵다.

지금은 Intel을 압도하고있는 

스마트 폰과 태블릿 용 모바일 칩도 

미래에는 Intel 제품에

다른 파운드리 제품이 따라 올수 없게 될 가능성이 있다.

● AMD의 변화에​​서 엿볼 설계 계획의 변경 

이렇게 제조면에서의 불리함을 안고 우려되는 것은,

AMD의 로드맵 . 

AMD의 메인 스트림 전용 라인업은 

Steamroller 기반 "Kaveri (캬붸리)"로 바꾸고,

현재 Piledriver (파일 드라이버) 코어 기반의

"Richland"를 2013 년에 투입 하려고 하고있는 것으로 전해진다.

Piledriver 코어 GLOBALFOUNDRIES의 

32nm PD SOI 프로세스.

따라서 GPU 코어를 현재의 Trinity (트리니티)의

"VLIW4"아키텍처에서 

"GCN (Graphics Core Next)"아키텍처로 전환, 

GLOBALFOUNDRIES 의 32nm으로 제조하는 것으로 보인다.

이전 예정하고 있던 AMD CPU 아키텍처 개발 

현재 AMD CPU 아키텍처 개발 

GCN은 현재 TSMC의 28nm 벌크 공정을 타고 있으며, 

기존의 계획 GCN은 모두 28nm 공정으로 제공될 전망이었다.

그 경우, GCN의 물리적 설계에는 그다지 손볼 필요가 없기 때문에

노력이 적게 든다.

그러나 Steamroller가 늦게나온 단계에서 

GCN을 32nm PD SOI 공정으로 이식하고

32nm에 타고있는 Piledriver와 함께 준비하고 있었던 것으로 보인다.

28nm 공정의 저전력 및 저비용 용 APU는

Bobcat 계의 Jaguar 코어 "Kabini"나 "Temash"가 내년 (2013 년)에 투입된다.

원래 TSMC 과정에서 설계가 이루어지고 있던 것이다.

그러나 Jaguar 코어도 GPU 코어도 모두 합성 가능한 신디사이저 블루 코어이기 때문에

파운드리 전환은 비교적 용이하다.

문제는 고성능 PC 및 서버 부문에서 

AMD가 2013 년에 28nm 제품을 내놓지 않을수있는 것이다.

만약 양산이 2014 년으로 늦어 지면,

Intel이 14nm 프로세스 P1272을 양산시기와 겹친다.

공정 기술은 1 세대 반이상 지연이되어 버린다.

일단 1 년 차이였다가  

Intel과 AMD의 공정 기술 격차가 2 년이 넘게 되어 버린다. 

점점 경쟁력이 저물어 가는것은 불가피하다.

GLOBALFOUNDRIES와 TSMC가 프로세스 기술 개발을 앞당겨

이유는 동기화에 걸리는 것이다.

GLOBALFOUNDRIES의 로드맵 간다면,

2013 년 후반부터 2014 년에는 20nm로, 

2014 년 후반부터 2015 년에는 14nm로 제품을 시장에 내놓을수 있게된다.

TSMC도 비슷한 계획이다.

그러나, 문제는 양산시기 , 거기에는 아직 물음표가 붙어있다.

무엇보다, Intel도 모바일 제품 용 SoC 프로세스는 제품의 출하시기가 

PC & 서버 전용보다 훨씬 늦게, 파운드리와의 간격은 좁다.

GLOBALFOUNDRIES와 TSMC는 모바일 제품 용 프로세스 개발에 주력하고 있으며,

예전에는 고성능 프로세스를 먼저 개발하고 있던 것이 

지금은 성능 모바일 프로세스를 먼저 가져 오게되어 있다.

따라서 모바일 제품은 반도체 기술의면에서도,

파운드리는 어느 정도는 Intel과 싸울 수있다.

현재의 흐름은 GLOBALFOUNDRIES와 TSMC의 모두

프로세스 기술의 변화를 좁혀 

성능 모바일 프로세스 넓은 제품 분야를 커버하는 형태로 바꾸고있다 보인다.

● AMD 아키텍처를 사용하는 경우의 제한된 선택 

이렇게 보면, AMD의 고성능 CPU와 같은 제품은

현재는 Intel에 대항하여 파운드리에서 제조가 어려워지고있는 것을 알 수있다.

공정 기술의 도입시기에 크게 뒤져 양산에 걸려 넘어지면

핸디캡을  안게된다. 

따라서 AMD가 Bulldozer 계열의 고성능 CPU 코어의 제품을

정지한다는 보도도 나오고있다.

실제로, 내년 (2013 년) 2 월의 반도체 회로 컨퍼런스

"ISSCC (IEEE International Solid-State Circuits Conference)"에서 열리는

AMD의 고성능 CPU의 논문이 예정에 없다.

발표되는 것은 Jaguar  뿐이다.

이런 상황에서 AMD 설계의 프로세서는 현재 다소 어려운 국면에 직면하고있다.

AMD 설계의 칩을 GLOBALFOUNDRIES에서 제조하려고하면

28nm 이후의 과정에서 할수있다.

하지만 TSMC에서 제조하려고 하면 제조 용량 등의 문제가있는 것이다.

또한 TSMC는 적어도 2013에는  Bulldozer 아키텍처 계의

CPU 코어를 사용할수 없을 가능성이 높다.

Microsoft의 차세대 Xbox가 칩 제조에 어려움을 겪고있는 것으로 전해졌다

이유는 가까운 곳에 있을지도 모른다.

Microsoft는 GLOBALFOUNDRIES에서 시작했다고 보도되고있다.

차세대 Xbox가 2013 년보다 지연하면,

그것은 제조면의 문제, 

그 근원은 세계적인 파운드리 공정의 지연으로 인한것.

SCE도 차세대 PlayStation의 심장칩, 개발을

Microsoft와 마찬가지로 AMD 아키텍처 기반으로 개발하고있는 것으로 보인다.

따라서 회사가 GLOBALFOUNDRIES에서

Steamroller 기반 CPU 코어 제조한다면 늦을수도 있다,

TSMC에서 제조한다면 Jaguar 기반 CPU 코어를  써야 될수도있다.

후자의 경우, CPU 코어 수를 늘리는 것으로, 

멀티 스레드 성능을 높여 준다는 방법이 될 것이다.

TSMC에서 제조하는 경우 전체 신디사이저  설계가 될 가능성이 높고,

그만큼 파운드리 및 프로세스 세대 간 이식이 용이하게된다.

두 게임기 회사도 불행한 것은 

파운드리 프로세스가 FinFET로 전환하기 직전의 공정으로 제조를 시작했다.

이것만은, 어쩔수 없지만, 

반도체 공정 기술의 일대 전환기 직전에 칩 제조를 시작하게된다. 

그러나 그만큼 미세화 FinFET로 마이그레이션 할 때,

저전력 화에 큰 이점을 얻을 수있다.

□ 관련 기사 

해외】 TSMC가 ARM Techcon에서 로드맵 공개, 3D 트랜지스터 기술을 앞당겨

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[2012 년 6 월 8 일】 【COMPUTEX 2012] GLOBALFOUNDRIES 프로세스 로드맵 등의 설명회를 개최http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/event/20120608_538870.html

2012 년 8 월 31 일】 【해외】 AMD가 차세대 CPU 코어 "Steamroller"며 "Jaguar"의 개요를 발표http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20120831_556374.html

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